Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия “СибАДИ”

Факультет Информационные системы в управлении

Специальность 090105 Комплексное обеспечение ИБ АС

Кафедра Информационная безопасность

Курсовая работа

по дисциплине: «Аппаратные средства вычислительной техники»

на тему: «Разработка устройств сопряжения с ПК»

Выполнил:

студент группы БИ-10И1

Терлеев В.В.

Руководитель:

Савельев М.Ю.

Омск – 2012 г.

Содержание:

Раздел 1: “Описание протоколов”…………………………………………………… 3

1.1. Протокол USB…………………………………………………………… 3

1.1.1. История………………………………………………………… 3

1.1.2. Основные сведения…………………………………………… 4

1.1.3. Версии спецификации………………………………………… 5

1.1.4. Передача данных по протоколу……………………………… 8

1.1.5. Применение…………………………………………………… 14

1.2. Протокол RS-232C……………………………………………………… 16

1.2.1. История………………………………………………………… 16

1.2.2. Соединение по RS-232C……………………………………… 16

1.2.3. Уровни сигналов……………………………………………… 17

1.2.4. Разъёмы RS-232C……………………………………………… 18

1.2.5. Расстояние и скорость передачи данных…………………… 19

1.2.6. Циклы передачи данных……………………………………… 20

Раздел 2: “Выбор микросхем”……………………………………………………… 22

2.1. Общие сведения о микросхемах………………………………………… 22

2.2. Маркировка микросхем………………………………………………… 23

2.2.1. Маркировка зарубежных микросхем………………………… 23

2.2.2. Маркировка отечественных микросхем……………………… 23

Раздел 3: “Разработка печатной платы”…………………………………………… 28

3.1. Обзор средств проектирования печатных плат………………………… 28

3.1.1. PlainCAD……………………………………………………… 28

3.1.2. sPlan…………………………………………………………… 29

3.1.3. DipTrace………………………………………………………… 30

3.2. Преобразователь USB – RS-232C……………………………………… 32

Список литературы………………………………………………………………… 36

Раздел 1: “Описание протоколов”

1. Протокол usb

USB (Universal Serial Bus — «универсальная последовательная шина») — последовательный интерфейс передачи данных для среднескоростных и низкоскоростных периферийных устройств в вычислительной технике.

1. История

Первые спецификации для USB 1.0 были представлены в 1994—1995 годах. Разработка USB поддерживалась фирмами Intel, Microsoft, Philips, US Robotics. USB стал «общим знаменателем» под тремя не связанными друг с другом стремлениями разных компаний:

• Расширение функциональности компьютера. На тот момент для подключения внешних периферийных устройств к персональному компьютеру использовалось несколько «наследуемых» интерфейсов (PS/2, последовательный порт, параллельный порт, порт для подключения джойстика, SCSI), и с появлением новых внешних устройств разрабатывали и новый разъём. Предполагалось, что USB заменит их все и заодно подхлестнёт разработку нетрадиционных устройств.

• Подключить к компьютеру мобильный телефон. В то время телефоны переходили на цифровую передачу голоса, и ни один из имеющихся интерфейсов не годился для передачи с телефона на компьютер как речи, так и данных.

• Простота для пользователя. Старые интерфейсы (например, последовательный (COM) и параллельный (LPT) порты) были крайне просты для разработчика, но не соответствовали требованиям спецификаций «Plug and Play». Требовались новые механизмы взаимодействия компьютера с низко- и среднескоростными внешними устройствами — возможно, более сложные для конструкторов, но надёжные, дружественные и пригодные к «горячему» подключению.

Поддержка USB вышла в виде патча к Windows 95b, в дальнейшем она вошла в стандартную поставку Windows 98. В первые годы устройств было мало, но производители быстро осознали пользу USB, и уже к 2000 году большинство принтеров и сканеров работали с новым интерфейсом.

Hewlett-Packard, Intel, Lucent (ныне Alcatel-Lucent), Microsoft, NEC и Philips совместно выступили с инициативой по разработке более скоростной версии USB. Спецификация USB 2.0 была опубликована в апреле 2000 года, и в конце 2001 года эта версия была стандартизирована USB Implementers Forum. USB 2.0 является обратно совместимой со всеми предыдущими версиями USB.

В середине 2000-х годов BIOS’ы компьютеров массового сегмента начали поддерживать USB. Это позволило загружаться с флэш-дисков, например, для переустановки ОС; пропала надобность в PS/2-клавиатуре. Современные материнские платы поддерживают до 12 USB-портов. В большинстве современных ноутбуков COM- и LPT-портов нет, всё чаще появляются настольные компьютеры без этих портов.

Уже в середине 2000-х годов производители внешних жёстких дисков «упёрлись» в ограничение USB 2.0. Потребовался новый стандарт, который и вышел в 2008 году. Уложиться в старые 4 провода не удалось, добавили 5 новых проводов. Первые материнские платы с поддержкой USB 3.0 вышли в 2011 году. На начало 2012 года USB 3.0 массово не поддерживается запоминающими устройствами и материнскими платами. Однако производители USB-накопителей уже начали поставлять на рынок устройства, поддерживающие USB 3.0. Также имеются платы расширения, добавляющие поддержку USB 3.0 в старых компьютерах.